Aradığınızı Bulacaksınız...

Miller’in unutulmuş deneyleri ilkel protein sentezine götürüyor

Miller’in unutulmuş deneyleri ilkel protein sentezine götürüyor
Stanley Miller 1953 yılında müthiş bir üne ulaştı. Bunun sebebi yaptığı deneylerle Dünya'da ilk amino asitlerin nasıl oluşabileceğine yönelik bilgilerdi, böylece hayatın oluşumuyla ilgili çok büyük bir atılmış oluyordu. Ancak, geriye kalan cevaplanmamış bir soru vardı. Bu da, amino asitlerin ilk proteinlere nasıl polimerleştiği idi. Günümüzde, 1958 yılına ait unutulmuş bir Miller deneyinin örneklerini inceleyerek eski bir öğrencisi Miller'in bilmediği bir sonucu ortaya koydu ve 50 yıldan fazla bir süredir bu sorunun cevapsız kaldığı ortaya çıktı.
1953 yılında, Miller gaz halinde metan, amonyak, su ve hidrojeni özel olarak tasarlanmış bir tepkime kabında buluşturuyor ve bir hafta süreyle orada bırakıyordu. Bu arada maddeler üzerine sürekli şimşeğe benzetilebilecek elektrik arkları yolluyordu. Analiz edildiğinde, karışımın pek çok amino asidi içerdiği bulundu. 1958 yılında, amino asitlerin proteinlere nasıl dönüşeceğini açıklamaya çalışırken, tepkimeyi tekrarlayan Miller bu sefer ortama, farmasötik bileşiklerin üretilmesi için kullanılan bir reaktif olan siyanamid ilave etti.
1958'de kimse ilk atmosferde siyanamid olduğunu öne sürmemişti. Peki neden Miller bu bileşiği ilave etme gereği duymuştu? 1950'lerin başlarında, ABD'deki Columbia Üniversitesi'nde çalışıyordu. Miller'in Kaliforniya Üniversitesi, San Diego'daki eski doktora öğrencilerinden biri olan Jeffrey Bada, “bu ortamda çeşitli insanların yaptığı ve ilk yapay proteini üretmek üzere peptidlerin ve proteinlerin nasıl sentez edileceğine yönelik inanılmaz sayıda çalışma bulunuyordu” diyor ve şöyle ekliyor: “bu gerçekten de söz konusu laboratuarlarda yapılıyordu”. Bada, bir seminer sırasında veya “bir bira arasında siyanamidin ilk Dünyada mevcut olabileceğini öne sürmesi son derece zayıf bir ihtimal” diyor.
Garip bir şekilde, deneyleri belgelemek ve örnekleri saklamak dışında Miller'in bunları hiç bir zaman analiz etmediğini görüyoruz. 1960'ların sonlarında, diğer araştırmacıların, morötesi ışığın metan – amonyak arasındaki bir tepkime ile proto-atmosferde siyanamid oluşturması mümkün olabileceğini öne sürdüğü anlaşılıyor. O zaman bile, Miller'in deneyleri tekrar edilmedi, çünkü siyanamid amino asit kondensasyonunu (iki molekülün birleşmesi ile yeni bir molekülün oluşması, ÇN) etkili bir şekilde hafif asidik bir ortamda katalizlediği biliniyor, ancak ilk Dünya'daki koşulların nötral veya alkali olduğu düşünülüyor.
1999 yılında Miller ciddi bir felç geçirdikten sonra, Bada örnekleri teslim aldı. UCSD ve Atlanta'daki Georgia Teknoloji Enstitüsü'ndeki arkadaşları ile beraber, Bada örnekleri analiz etti ve 12 amino asit ile 10 dipeptide ulaştı.
Siyanamidin amino asitleri yalnızca asidik koşullarda polimerleştirdiği onaylandıktan sonra, araştırmacıların şevki kırıldı. Bada, şöyle diyor: “Neler oluyor burada?” Çok düşündükten sonra, araştırmacılar Strecker sentezinin, bu deneylerdeki amino asidi ürettiğini ve iki ara ürün olan amino nitril ve amina asit amidi üzerinden gittiğini buldular. Bu ara ürünleri tepkime karışımına ilave edince tepkime hafif alkali ortamda mükemmel bir şekilde yürüdü. Araştırmacılar, amino asitlerin yalnızca peptit vermek üzere polimerleşmesinin asidik ortamda olacağını, ancak ara ürünlerin bu tepkimeyi alkali ortamlarda da verebileceğini gösterdiğini söylüyor.
Dipeptidlerin verimi %0,1'den daha az, ancak Bada bu duruma rağmen, küçük miktarlarda da olsalar işi gördüklerini düşünüyor. “Basit dipeptidlerin ve halkalı biçimlerinin (diketopiperazinler) bazılarının bir çok tepkime için düşük derişimlerde etkili katalizörler olduğu bulundu” diyen Bada, “Bunların daha karmaşık moleküllerin oluşumunu kolaylaştırması ve ilk nükleik asit esaslı kendini tekrarlayan birimleri oluşturması ve dolayısı ile hayatın başlaması mümkün olabilir” diyor.
ABD'de Santa Barbara, Kaliforniya Üniversitesi'nde görev yapan Irene Chen, “Stanley Miller'in deneylerinin tekrar canlandırılması peptid sentezini destekleyen bir seri çevresel koşulun sayısının artmasına yol açacak. Bu deneyde peptidleri oluşturacak aynı mekanizmanın farklı koşullarda denenerek daha büyük verimler oluşturması mümkün olabilir” diyor.

Kaynaklar
E T Parker et alAngew. Chem., Int. Ed., 2014, DOI: 10.1002/anie.201403683
http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/07/miller-forgotten-experiments-point-primative-protein-genesis
Share on Google Plus

About İbrahim Can Gezer

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.
    Blogger Comment

0 yorum:

Yorum Gönder